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文檔簡介
第第頁湖北省十堰市2023-2024學年高二下學期6月期末調研考試生物試卷一、選擇題:本題共18小題,每小題2分,共36分。每小題給出的四個選項中,只有一個選項是最符合題目要求的。1.稻—魚立體種養方式是以水稻為主體、適量養魚的生態種養模式,即能通過種養結合,實現一水雙用、一田雙收。水稻種植與水產養殖協調發展,是一種可復制、可推廣的現代農業模式。魚能攝食害蟲蟲卵和雜草,其糞便能作為水稻肥料。下列敘述錯誤的是()A.該種養方式能提高不同營養級的能量利用率B.魚的糞便主要為水稻的生長提供物質和能量C.魚的養殖有利于能量更多地流向對人類有利的方向D.該種養方式能夠減少農藥和化肥的使用2.生物入侵是當今世界面臨的主要環境問題之一。入侵物種一般具有較強的適應能力、繁殖能力和擴散能力,而且在入侵地缺乏天敵,因而生長迅速,導致本地物種衰退甚至消失。下列敘述正確的是()A.入侵生物的種群數量持續呈現“J”形增長B.入侵生物往往會使入侵地的物種多樣性增加C.解決物種入侵的措施是大量引進其天敵D.物種入侵可降低當地生態系統的穩定性3.四川泡菜的制作歷史已有上千年。據考證,泡菜古稱道,北魏的《齊民要術》記有用白菜制作泡菜的方法。在四川,經過長期的實踐總結,制作泡菜的工藝逐漸完善,形成了現在的四川泡菜。四川泡菜常用的蔬菜有蘿卜、黃瓜、卷心菜和豆角。下列關于泡菜制作的敘述,正確的是()A.鹽水和蔬菜都需要加熱煮沸,冷卻后再倒入泡菜壇,以防止雜菌污染B.發酵過程中加入防腐劑,可以有效防止醋酸菌之外的雜菌增殖C.泡菜發酵中期,其他微生物都被抑制,發酵產物只有乳酸D.泡菜發酵后期,乳酸不斷積累,可抑制乳酸菌的生長繁殖4.某同學利用稀釋涂布平板法對放置在冰箱中的隔夜牛奶中的微生物進行計數。首先將1mL牛奶稀釋100倍,然后取0.1mL稀釋液均勻涂布在培養基表面,重復操作5個平板,在適宜條件下培養一段時間,5個平板上的菌落數分別為15、70、73、71、74。下列敘述錯誤的是()A.隔夜牛奶中的活菌數大約為6.06×107個·L-1B.5個平板培養的條件和時間必須一致C.題中接種法可以用于微生物的分離和計數D.題中接種法統計的菌落數往往比實際的活菌數低5.花椰菜易受黑腐病病原菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。將花椰菜和野生黑芥進行植物細胞融合獲得抗黑腐病雜種植株,流程如圖所示。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質體可使其染色體片段化,并喪失再生能力。下列敘述錯誤的是()A.①過程需要在等滲溶液中進行,以確保細胞結構不受破壞B.紫外線處理黑芥原生質體的過程利用了染色體變異的原理C.通常可使用滅活的病毒來誘導②過程中的原生質體融合D.獲得的雜種植株可通過接種黑腐病病原菌來鑒定其抗黑腐病的能力6.肌萎縮側索硬化,又稱漸凍癥,被稱為世界五大絕癥之一,主要表現為肌肉弱化和神經元損傷。研究發現,利用誘導多能干細胞(iPS細胞)制作前驅細胞,然后移植給肌萎縮側索硬化實驗鼠,能延長其壽命。下列敘述錯誤的是()A.iPS細胞由胚胎干細胞進行體外培養和誘導形成B.iPS細胞分化成前驅細胞后DNA不變,蛋白質改變C.iPS細胞來源于實驗鼠本身,可避免免疫排斥作用D.植入前驅細胞不能根治肌萎縮側索硬化但能延緩其癥狀7.近年來,隨著生物科技的進步和發展,克隆動物養殖技術成為生物科學領域一項引人矚目的研究主題,克隆技術的出現為動物繁殖和保護提供了新的思路和方法。利用動物細胞培養和核移植技術獲得克隆動物的流程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.供體細胞為胚胎細胞的移植成功率比供體細胞為體細胞的更高B.①可通過電融合法將兩細胞融合,供體核進入卵母細胞C.②之前要用物理或化學方法激活重構胚以完成細胞分裂和發育進程D.克隆動物擁有供體、受體和代孕母體三親的遺傳物質8.胚胎工程是對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術,常見的兩種技術如圖所示。下列分析錯誤的是()A.用促性腺激素促進良種母牛超數排卵B.良種公牛和母牛要進行同期發情處理C.胚胎分割時囊胚內細胞團要均等分割D.圖中早期囊胚a、b、c的基因可能不同9.用DNA重組技術可以賦予生物新的遺傳特性,在此過程中需要使用多種工具酶,其中3種限制酶的切割位點如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.限制酶和DNA連接酶作用的均是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵B.EcoRI酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接C.EcoRV酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接D.經EcoRI酶和MunI酶切割后產生的兩個DNA片段可進行連接10.運用PCR技術從DNA中擴增目的基因的過程中,引物是所需要的基本條件,引物的3'端堿基為結合模板DNA的關鍵堿基,5'端無嚴格限制。下列敘述正確的是()A.引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的5'端開始連接脫氧核苷酸B.通過設計引物的3'端能選擇需要擴增的DNA片段C.引物的3'端可用于添加限制酶切割位點等序列D.用圖中引物擴增一個循環后即可獲得目的基因11.下列關于DNA粗提取與鑒定的敘述,正確的是()A.研磨時加入冷卻的酒精有助于細胞中的DNA溶解在研磨液中B.在濾液中加入適量的蛋白酶有助于提取出DNA含量較高的白色絲狀物C.如果選擇洋蔥作為提取材料,加入洗滌劑瓦解細胞壁即可釋放出DNAD.將提取的DNA溶于NaCl溶液中,加入二苯胺試劑后即可觀察到藍色反應12.山藥、馬鈴薯在生長過程中易受病毒感染而影響作物品質和產量,為保證二者原有的優質高產特性,下列技術方法合理的是()A.利用基因工程技術將抗病毒基因轉入植物體內B.種植前對芽體進行滅菌,去除芽體上的病毒C.葉片幾乎無病毒,可利用其進行植物組織培養得到脫毒苗D.在高溫滅菌的環境中進行種植和培養13.在DNA體外重組實驗中,抗藥性篩選法是一種常見的基因表達載體篩選方法,該方法實施的前提條件是載體DNA上攜帶特定的抗性基因。利用某外源DNA和pBR322質粒構建基因表達載體,然后導入大腸桿菌中,并進行篩選和鑒定,部分過程如圖所示,其中AmpR表示氨芐青霉素抗性基因,TetR表示四環素抗性基因。已知PstI和BamHI切割DNA分子產生的末端不能互補。下列分析錯誤的是()A.PstI和BamHI切割DNA分子產生的末端不能互補是因為兩者的識別序列不同B.若使用PstI切割外源DNA片段,則切割pBR322質粒不能選擇BamHIC.若菌落1的培養基中添加的是氨芐青霉素,則菌落1中的大腸桿菌未成功導入外源DNAD.若菌落2的大腸桿菌成功導入了外源DNA,則其能在含有四環素的培養基中生長繁殖14.枯草芽孢桿菌蛋白酶因具有廣譜的蛋白質降解能力而被廣泛用于洗滌添加劑,但這種添加劑不能和漂白劑聯合使用,原因是漂白劑會使枯草芽孢桿菌蛋白酶的第222位的甲硫氨酸殘基被氧化。為了消除蛋白酶對漂白劑的敏感性,可將第222位的甲硫氨酸殘基替換成其他氨基酸殘基。下列分析正確的是()A.該技術的操作水平是分子水平,操作對象為氨基酸B.需要研究待消除敏感性的蛋白酶的氨基酸序列C.決定蛋白酶的基因的堿基對在改變前后發生了增添或缺失D.氨基酸替換改造后的蛋白酶在漂白劑存在下一定能夠保持活性15.基因工程在農業、工業、牧業、藥業等多領域得到了廣泛應用,隨之而來的是質疑、擔憂甚至反對的聲音。下列關于轉基因產品安全性問題的敘述,錯誤的是()A.轉基因動植物在自然界中正常生存繁殖可能造成基因污染B.轉基因植物體內代謝途徑發生變化,可導致該作物營養成分發生改變C.轉基因技術的本質是基因重組,不會改變生物的遺傳多樣性D.消費者有知情權,轉基因產品包裝上要明確標注“轉基因××”16.乳酸菌、布拉氏酵母菌等益生菌常被用于酸奶的制作、腸胃疾病的輔助用藥等,抵抗力較弱、腸胃功能不好的人群可以適量服用以平衡腸道益生菌群,從而提升免疫力。下列有關敘述正確的是()A.乳酸菌和布拉氏酵母菌的遺傳物質均是DNA,DNA均主要位于擬核B.乳酸菌和布拉氏酵母菌均有細胞壁、細胞膜、細胞質和核糖體等結構C.乳酸菌進行無氧呼吸發酵產生乳酸,而布拉氏酵母菌進行有氧呼吸發酵產生酒精D.乳酸菌的細胞壁主要成分是纖維素,而布拉氏酵母菌的細胞壁主要成分是幾丁質17.水在植物的生命活動中具有重要作用。風干的種子只有吸收足夠的水才能進行旺盛的代謝活動,使胚生長。小麥種子萌發過程中吸水量隨時間變化的趨勢如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()A.風干的種子細胞中的水主要以結合水的形式存在B.推測階段Ⅱ中種子的呼吸速率小于階段I中的C.水分子可經過自由擴散或水通道蛋白進出細胞D.相比于階段I,階段Ⅲ的細胞代謝更快,有機物的種類更多18.細胞膜的流動性對膜的功能是非常重要的。在適宜溫度的條件下,膜具有較強的流動性;環境溫度降低時,膜的流動性降低;環境溫度較高時,細胞膜則變成無序的流動狀態。膽固醇分子與磷脂分子相結合,既能限制磷脂分子的熱運動,又能將磷脂分子相隔開使其更穩定。下列敘述錯誤的是()A.磷脂、膽固醇和蛋白質是構成動物細胞膜的重要成分B.膜的流動性對細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等非常重要C.膽固醇可以調節動物生物膜的流動性,使膜能夠適應更大的溫度范圍D.溫度很高會導致膜中蛋白質水解為氨基酸,從而使生物膜變成無序狀態二、非選擇題:本題共4小題,共64分。19.濕地地表長期或季節性處在過濕或積水狀態,地表長有濕生、沼生、淺水生植物(包括部分喜濕的鹽生植物),且具有較高的生產力,這對濕地生態系統的修復具有重要意義。下圖為研究人員采用多層生態圍隔系統修復技術進行濕地生態恢復的模式圖。回答下列問題:(1)圍隔主體種植的植物屬于生態系統的成分,其在濕地生態修復中有助于固定土壤,防止土壤侵蝕和流失,保持濕地的結構和功能,這主要體現了生物多樣性的價值。(2)該濕地的重金屬等污染物含量較高,為了修復該濕地生態系統,研究人員選擇了一批能適應當地環境的根系發達的多種植物,同時還考慮了新植物與原植物之間的生態位差異。這主要體現了生態工程的兩大原理。(3)研究人員統計了濕地修復過程中部分動物體內的重金屬相對濃度,結果如表所示,已知表中各動物屬于同一個食物網中的生物。動物abcd動物體內的重金屬相對濃度0.810.090.290.30①表中動物最可能構成種間競爭關系的是。②動物a體內的重金屬相對濃度最高,從食物鏈的角度分析,這是由于。(4)鳳眼蓮、香蒲、菖蒲等挺水植物的根部生長在水中,而莖和葉部分則伸出水面。在濕地水域通過種植此類挺水植物能減少藻類的大量繁殖,從而能減少水體的富營養化等問題,原因是①;②。20.直接靶向癌癥的單克隆抗體的出現和發展從根本上改變了腫瘤靶向治療的前景,已經成為許多血液病和一些實體癌癥的一線護理標準。單克隆抗體在癌癥的臨床治療上實現了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。制備單克隆抗體的過程如圖1所示,為增強其治療效果,可采用雙特異性單克隆抗體,其構建思路如圖2所示。回答下列問題:(1)圖1中的B淋巴細胞一般取自癌癥患者,原因是。B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞具有的特點。(2)圖2中由單克隆雜交瘤細胞與脾臟細胞融合而成的融合細胞染色體數比前兩種細胞染色體數之和少,說明細胞融合會導致。對相關細胞進行多次檢測和篩選,目的是獲得能的單克隆雜交—雜交瘤細胞。(3)圖2中,為制備雙特異性單克隆抗體,其思路是以癌細胞的細胞膜外表面的特異性蛋白為抗原A,T細胞細胞膜外表面的受體蛋白(能激活其免疫能力)為抗原B,選擇T細胞是因為其具有的作用。這種雙特異性單克隆抗體治療癌癥的效果優于抗體1、抗體2單獨使用,原因是。21.蘋果被切開后會發生褐變,這是蘋果果肉細胞中的多酚氧化酶(PPO)催化位于液泡中的多酚類物質生成黑色素所致,相關過程如圖1所示。科研人員為培育出抗褐變的轉基因蘋果,進行了相關操作,過程如圖2所示。回答下列問題:(1)圖1中的是PPO基因。與PPO基因相比,圖1中另外一種基因可用來培育抗褐變的轉基因蘋果,根據圖1信息分析,另外一種基因具備抗褐變的原理是。(2)RT-PCR是將逆轉錄和PCR結合的技術,科研人員運用了RT-PCR技術來獲取PPO基因,科研人員從蘋果果肉細胞中提取總RNA,以總RNA為模板,利用酶獲取相應的DNA片段,再以獲取的DNA為模板進行PCR擴增,從而獲得大量PPO基因,整個RT-PCR過程中需要的原料是。(3)科研人員選擇蘋果嫩葉細胞作為受體細胞,不選擇老葉細胞的理由是。為了將目的基因導入蘋果嫩葉細胞中,需要構建含有目的基因的表達載體,這是獲取轉基因蘋果的核心步驟,其目的是。(4)為了評估目的基因對抑制蘋果褐變的作用效果,需要與不含有目的基因的蘋果植株作對照,其中讓只轉入了質粒的蘋果植株作為對照比普通蘋果植株更好,這樣做可以。22.細胞核是細胞中非常重要的結構,其結構與功能相適應,是一個精密的儀器。細胞核核膜上分布著核糖體,核膜與內質網膜相連接,其模式圖如圖1所示。核膜有兩層,核膜上有核孔復合體,核孔復合體能控制物質進出細胞核,如圖2所示。回答下列問題:(1)細胞核的功能是。(2)核纖層是位于細胞核核內膜下的纖維蛋白片層或纖維網絡。觀察發現,在有絲分裂前期,核纖層解聚,在有絲分裂末期,核纖層重新裝配。由此可以推測,核纖層與有絲分裂過程中有關。(3)中央運輸蛋白位于核孔復合體中心,Nup62蛋白是一種單鏈中央運輸蛋白質,由522個氨基酸組成。Nup62蛋白的合成需要核糖體和內質網的參與,其中核糖體上主要完成以形成肽鏈,形成的肽鏈含有個肽鍵。然后肽鏈轉移到內質網上進一步完成加工形成Nup62蛋白。Nup62蛋白與Nup58蛋白均是由相同的20種氨基酸構成的核孔蛋白,但它們的功能有所不同,從兩者的結構上分析,原因是。(4)核孔是核質雙向性的親水性核質交換通道,一般10nm的分子可以被動轉運的方式自由出入核孔復合體。有的分子含有信號序列或者與其他分子結合成大分子,再由核孔復合體來介導該類物質的核輸入及核輸出,例如可以介導RNA聚合酶的以及介導mRNA的。核孔復合體的存在可以說明核膜具有性。
答案解析部分1.【答案】B【解析】【解答】A、該種養模式可以提高農田生態系統不同營養級的能量利用率,A正確;B、魚糞為水稻生長提供所需要的物質,但不能提供能量,B錯誤;C、魚的養殖可以調整能量流動的方向,有利于能量更多地流向對人類有利的方向,C正確;
D,魚糞為水稻生長提供所需要的物質,可以減少田間農藥和化肥的使用,D正確。故答案為:B。【分析】生態系統的能量流動是指生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。這個過程是通過食物鏈和食物網進行的,能量流動的特點是單向流動、逐級遞減。首先,能量流動的起點是生產者(主要是綠色植物)通過光合作用所固定的太陽能。這些能量被生產者吸收后,一部分用于自身的呼吸消耗,另一部分則用于生長、發育和繁殖等生命活動。
然后,能量通過食物鏈和食物網在生態系統中的各個營養級之間流動。在流動過程中,能量是逐級遞減的,這是因為每個營養級的生物都會因為呼吸作用而消耗掉大部分能量,而且能量在從一個營養級傳遞到下一個營養級的過程中,也會有一部分能量被流失掉。這種能量的逐級遞減,使得生態系統中的能量流動具有單向流動的特點。研究能量流動的意義在于:
1.幫助人們了解生態系統中能量的轉化和利用規律,從而更好地管理生態系統。通過研究能量流動,人們可以了解生態系統中各個營養級之間的能量轉換和傳遞情況,以及能量在生態系統中的分布和利用效率,從而制定出更加科學合理的生態系統管理策略。
2.指導農業生產。在農業生產中,能量的利用效率是影響農作物產量的重要因素之一。通過研究能量流動,人們可以了解作物生長過程中能量的利用情況,以及如何提高能量的利用效率,從而實現農業生產的可持續發展。
3.促進生態系統的保護和恢復。由于人類活動的影響,許多生態系統已經遭受了嚴重的破壞和退化。通過研究能量流動,人們可以了解生態系統中能量的流失和損失情況,以及如何采取措施恢復和保護生態系統中的能量流動,從而實現生態系統的可持續發展。
4.推動可再生能源的發展。隨著全球氣候變化和環境問題的日益嚴重,可再生能源的發展已經成為全球關注的焦點。通過研究能量流動,人們可以了解可再生能源在生態系統中的利用情況,以及如何提高可再生能源的利用效率,從而推動可再生能源的發展和應用。2.【答案】D【解析】【解答】A、由于空間資源有限,入侵生物的種群數量不會持續呈現“J”形增長,A錯誤;
B、入侵生物可能導致本地物種滅絕,會使入侵地的物種多樣性降低,使當地生態系統的穩定性降低,B錯誤;
C、如果隨意引入入侵物種的天敵,可能造成更多的本地物種滅絕,C錯誤;
D,入侵生物可能導致本地物種滅絕,使當地生態系統的穩定性降低,D錯誤。
故答案為:D。
【分析】生物入侵是指生物由原生存地經自然的或人為的途徑侵入到另一個新的環境,對入侵地的生物多樣性、農林牧漁業生產以及人類健康造成經濟損失或生態災難的過程。以下是關于生物入侵的詳細解釋:1.定義:
生物入侵是指某種生物從外地自然傳入或人為引種后成為野生狀態,并對本地生態系統造成一定危害的現象。
對于特定的生態系統與棲境來說,任何非本地的物種都叫作外來物種。
2.外來物種的特點:
生態適應能力強:外來物種在新的環境中往往能夠迅速適應并生存下來。
繁殖能力強:一些外來物種在新的環境中沒有自然天敵,因此能夠迅速繁殖。
傳播能力強:通過自然或人為的途徑,外來物種可以迅速擴散到新的地理區域。
3.入侵原因:
學術界對外來種入侵發生的原因并不完全清楚,但大致可以分兩個方面來討論:一是從入侵者的角度分析,如物種的適應性、繁殖能力等;二是從被入侵的生態系統去考察,如生態系統的脆弱性、缺乏自然控制機制等。
4.主要危害:
降低生物多樣性:成功入侵的外來物種常常直接或間接地降低被入侵地的生物多樣性。
改變生態系統結構與功能:外來物種的入侵可能改變當地生態系統的結構與功能,造成本地物種的喪生或滅絕。
威脅經濟發展:外來入侵物種不斷繁殖、擴散,嚴重威脅森林、草原、農田、水系等生態系統,對經濟發展具有極大危害。
危害人類健康:一些外來入侵物種能直接或間接地危害人類健康。
5.防治措施:
預防措施:加強監測和風險評估,強化邊境檢疫,加強法律法規建設。
早期監測和快速響應:通過定期監測和評估入侵物種的分布和數量變化,及時發現入侵物種的跡象,并盡早采取相應的控制措施。
生物控制:利用天敵、病原體或競爭性物種來控制入侵物種的繁殖和擴散。
物理防治:利用物理手段來防止入侵物種的擴散和繁殖,如屏障建設、機械清除等。
化學防治:利用化學藥劑來控制入侵物種的繁殖和擴散。3.【答案】D【解析】【解答】A、蔬菜洗凈即可,不需要加熱煮沸,A錯誤;B、發酵過程中不需要加入防腐劑,因為其他微生物在酸性無氧的環境下無法生長,B錯誤;C、泡菜發酵中期,大部分其他微生物都被抑制,并不是全部微生物,C錯誤;D、泡菜發酵后期,乳酸不斷積累,pH降低,營養物質減少,會抑制乳酸菌的生長繁殖,D正確。故答案為:D。【分析】泡菜發酵是一個復雜但有趣的過程,主要涉及乳酸菌的代謝活動。以下是泡菜發酵過程的詳細解釋:一、泡菜發酵原理:
泡菜發酵主要依賴于乳酸菌的代謝活動。乳酸菌在發酵過程中會產生乳酸,從而降低泡菜的pH值,創造一個不利于有害微生物生長的環境。同時,乳酸菌的代謝產物還能增加泡菜的口感和風味。
二、泡菜發酵階段:
1.初期階段:這個階段以異型乳酸發酵為主,伴有微弱的酒精發酵和醋酸發酵。乳酸菌開始活躍,產生乳酸、乙醇、醋酸及二氧化碳,逐漸形成厭氧狀態。乳酸積累約為0.3-0.4%,pH值降至4.5-4.0,這是泡菜的初熟階段,大約需要2-5天。
2.中期階段:進入正型乳酸發酵階段,此時厭氧狀態已經形成,植物乳酸桿菌成為優勢菌群。乳酸積累達到0.6-0.8%,pH值降至3.8-3.5。在這個階段,大腸桿菌、腐敗菌等有害微生物逐漸死亡,酵母、霉菌等也受到抑制。這是泡菜完熟階段,大約需要5-9天。
3.后期階段:正型乳酸發酵繼續進行,乳酸積累可達1.0%以上。當乳酸含量達到1.2%以上時,乳酸菌本身也受到抑制。此時的產品不再屬于泡菜范疇,而是被稱為酸菜。
三、泡菜發酵注意事項:
1.泡菜發酵過程中應避免接觸生水或油類物質,以免引入有害微生物導致泡菜腐敗。
2.泡菜發酵溫度應控制在適宜范圍內,通常為20-30攝氏度。溫度過高會加速發酵過程但可能導致風味變差,溫度過低則發酵緩慢。
3.泡菜發酵容器應選用密封性能好的材料,以防止空氣進入導致雜菌污染。
4.泡菜發酵過程中應定期檢查泡菜狀態,如發現異味、變色等情況應及時處理。
四、泡菜中亞硝酸鹽問題:
在泡菜發酵過程中,亞硝酸鹽的含量是一個需要關注的問題。由于蔬菜在腌制和貯藏初期會產生一定量的亞硝酸鹽,因此泡菜在發酵初期可能存在亞硝酸鹽含量較高的情況。但隨著發酵的進行和乳酸菌的代謝活動,亞硝酸鹽會被逐漸降解至安全水平。因此,在食用泡菜時應注意選擇發酵充分的泡菜并適量食用以避免亞硝酸鹽攝入過多的問題。4.【答案】A【解析】【解答】A、稀釋涂布平板法中,一般選用30~300個菌落數進行計數,故稀釋100倍的菌落數目為(70+73+71+74)÷0.1×100×1000=7.2×107個/L,A錯誤;B、為了保證無關變量相同,所以5個平板培養的條件和時間必須一致,B正確;C、題中接種法是稀釋涂布平板法,可以用于微生物的分離和計數,C正確;D、稀釋涂布平板法在計數時,可能存在兩個或多個細菌形成一個菌落,所以統計的菌落數往往比實際的活菌數低,D正確。故答案為:A。【分析】微生物的接種方法多種多樣,每種方法都有其特定的應用場景和注意事項。以下是幾種常見的微生物接種方法:1.平板接種法:
方法:將微生物接種在培養基的表面上,通過接種棒或鉛筆頭的方式在培養基表面畫線或涂抹,形成菌落。
應用:適用于培養革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌,通常用于分離和計數微生物。
注意事項:注意接種的均勻性和細菌數量的控制,以避免產生過多或過少的菌落。
2.液體接種法:
方法:將微生物接種在含有營養物質的液體培養基中,通過搖床或振蕩器進行培養。
應用:適用于培養需要大量微生物的情況,如大規模生產微生物菌種或進行微生物代謝產物的生產。
注意事項:注意培養液的攪拌速度和通氣情況,以保證微生物的充分生長和代謝。
3.斜面接種法:
方法:將微生物接種在傾斜的培養基表面上,通過接種棒或鉛筆頭的方式在斜面上畫線或涂抹,形成菌落。
應用:適用于培養對氧需求較高的微生物,如厭氧菌和微需氧菌。
注意事項:注意斜面的傾斜角度和接種的均勻性,以保證微生物的充分生長和代謝
4.深層接種法:
方法:將微生物接種在含有固體瓊脂的試管或培養瓶中,通過接種棒或鉛筆頭的方式在瓊脂表面插入或涂抹,形成菌落。
應用:適用于培養對氧需求較低的微生物,如厭氧菌和微需氧菌。
注意事項:注意瓊脂的固化溫度和接種的深度,以保證微生物的充分生長和代謝。
5.滴播接種法:
方法:將微生物接種在含有營養物質的瓊脂平板上,通過滴管或移液器滴播微生物懸液,形成菌落。
應用:適用于培養對氧需求較高的微生物,如厭氧菌和微需氧菌。
注意事項:注意滴播的均勻性和微生物懸液的濃度,以保證微生物的充分生長和代謝。
6.直接接種法:
方法:將純培養的微生物直接添加到目標環境中,如土壤、水體或發酵罐中。
應用:適用于培養基或液體介質中的微生物接種。
7.轉入接種法:
方法:將微生物從一個環境轉移到另一個環境中,常用于土壤接種。
8.合成接種法:
方法:將多種微生物株混合起來接種到目標環境中,利用多種有益微生物的協同作用提高目標環境的功能。
9.穿刺接種法:
方法:用接種針蘸取少量的菌種,沿半固體培養基中心向管底作直線穿刺,適用于保藏厭氧菌種或研究微生物的動力。
10.澆混接種法:
方法:將待接的微生物先放入培養皿中,再倒入冷卻至45℃左右的固體培養基,迅速輕輕搖勻,使菌液達到稀釋的目的。
11.涂布接種法:
方法:先倒好平板讓其凝固,再將菌液倒入平板上面,迅速用涂布棒在表面作來回左右的涂布,使菌液均勻分布。
12.注射接種法:
方法:用注射的方法將待接的微生物轉接至活的生物體內,如人或其它動物中,常見的疫苗預防接種就是這種方法。5.【答案】C【解析】【解答】A、①表示采用酶解法(纖維素酶和果膠酶)去除細胞壁獲得原生質體的過程,該過程在等滲溶液中進行,可避免原生質體吸水或失水,從而保持其活性,A正確;B、用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質體可使其染色體片段化,是利用了染色體變異的原理,B正確;C、過程②表示誘導原生質體融合的過程,滅活的病毒可用于誘導動物細胞融合,C錯誤;D、獲得的雜種植株可通過接種黑腐病病原菌來鑒定其抗黑腐病的能力,D正確。故答案為:C。【分析】植物體細胞雜交是指將植物不同種、屬,甚至科間的原生質體通過人工方法誘導融合,然后進行離體培養,使其再生雜種植株的技術。由于植物細胞具有細胞壁,未脫壁的兩個細胞是很難融合的,因此植物細胞只有在脫去細胞壁成為原生質體后才能融合,所以植物的細胞融合也稱為原生質體融合。
植物體細胞雜交技術的原理主要包括兩個方面:
1.細胞膜具有一定的流動性,使得原生質體能夠融合。
2.植物細胞的全能性,即植物細胞具有發育成完整植株的潛能,使得融合后的雜種細胞能夠再生為雜種植株。
植物體細胞雜交的過程主要包括以下步驟:
1.原生質體制備:首先,將植物細胞用纖維素酶和果膠酶處理,以去除細胞壁,得到不含細胞壁的原生質體。
2.原生質體融合:將得到的原生質體A和原生質體B進行融合。融合可以通過物理方法(如振動、電擊等)或化學方法(如聚乙二醇PEG)進行誘導。
3.雜種細胞篩選:融合后的細胞需要進行篩選,以獲得真正的雜種細胞。篩選方法包括遺傳標記法、熒光標記法等。
4.雜種細胞培養:將篩選出的雜種細胞進行培養,以獲得雜種植株。培養過程包括培養基的選擇、培養條件的控制等。
5.雜種植株再生:將培養獲得的雜種細胞進行再生,以獲得完整的雜種植株。再生過程包括細胞增殖、分化、器官發生等階段。
6.雜種植株鑒定:對獲得的雜種植株進行鑒定,以確認其遺傳特性和穩定性。鑒定方法包括形態學、生理生化特性、分子標記等。6.【答案】A【解析】【解答】A、iPS由體細胞進行體外培養和誘導形成,而不是用胚胎干細胞,A錯誤;B、細胞分化是基因選擇性表達的過程,所以iPS細胞分化成前驅細胞后DNA不變,蛋白質改變,B正確;C、iPS細胞來源于實驗鼠本身的體細胞,可避免免疫排斥作用,C正確;D、肌萎縮側索硬化表現為肌肉弱化和神經元損傷,利用誘導多能干細胞(iPS細胞)制作前驅細胞,然后移植給肌萎縮側索硬化實驗鼠能延長其壽命,雖不能根治該病,但能夠延緩癥狀,D正確。故答案為:A。【分析】干細胞的分類和作用可以歸納如下:一、干細胞的分類
1.按發育階段分類:
胚胎干細胞:來源于受精卵發育分化的胚胎內細胞團或原始生殖嵴,具有發育的全能性,能分化出成體動物的所有組織和器官。
成體干細胞:存在于胎兒和成人的各種組織和器官中,包括神經干細胞、造血干細胞、骨髓干細胞、胎盤干細胞、臍帶干細胞和脂肪干細胞等。當機體受到損傷時,成體干細胞被激活,形成具有生理活性的細胞來修復損傷的組織。
2.按分化潛能分類:
全能干細胞:具有自我更新和分化形成任何類型細胞的能力,如受精卵。
多能干細胞:具有分化出多種細胞組織的潛能,如胚胎干細胞和誘導性多能干細胞。
專能干細胞:只能向一種或兩種密切相關的細胞類型分化,如神經干細胞、造血干細胞。
二、干細胞的作用
1.研究人類發育和疾病:干細胞是研究人類發育和疾病的重要工具,特別是在發育生物學、遺傳學、細胞生物學等領域。
2.治療罕見病和遺傳病:胚胎干細胞具有全能性,可以分化成各種組織和器官,因此有潛力用于治療一些罕見病和遺傳病。誘導多能干細胞也具有類似的潛力。
3.修復和替換受損組織:成體干細胞具有多向分化的能力,可以修復和替換受損的組織。例如,造血干細胞可以分化成紅細胞、白細胞和血小板等,用于治療血液系統疾病;間充質干細胞可以分化成骨、軟骨、脂肪、肌肉等組織,用于治療骨關節炎等疾病。
4.細胞治療:細胞治療具有規避傳統藥物治療和手術治療的弊端,如藥物副作用和手術并發癥等。干細胞治療作為一種新興的細胞治療方式,具有廣闊的應用前景。7.【答案】D【解析】【解答】A、胚胎細胞分化程度低,即全能性高,所以供體細胞為胚胎細胞的移植成功率比供體細胞為體細胞的更高,A正確;B、供體細胞核植入受體卵母細胞后,通常用電融合法等使供體細胞和去核卵母細胞融合,B正確;C、胚胎移植前通常要用物理或化學方法激活重構胚以完成細胞分裂和發育進程,C正確;D、克隆動物擁有供體、受體的遺傳物質,而沒有擁有代孕母體的遺傳物質,D錯誤。故答案為:D。【分析】體細胞克隆過程可以清晰地分為以下幾個關鍵步驟:一、細胞準備階段
1.體細胞的采集:從供體動物身體的某一部位上取體細胞,例如皮膚細胞、肌肉細胞等。
2.卵母細胞的準備:從另一只動物體內提取卵母細胞,并體外培養到減數第二次分裂中期。在這個階段,卵母細胞的細胞核位置靠近第一極體,便于后續去核操作。
3.去核操作:通過顯微操作技術,去除卵母細胞中的細胞核和第一極體,得到一個去核的卵母細胞。
二、細胞核移植階段
1.細胞核的采集:從之前采集的體細胞中分離出細胞核。
2.核移植:將體細胞的細胞核注入到去核的卵母細胞中,通過電刺激或其他物理、化學方法使兩者融合,形成重組細胞(或稱為重組胚)。
三、胚胎培養階段
1.激活重組細胞:通過物理或化學方法(如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活重組細胞,使其開始細胞分裂和發育進程。
2.體外培養:將激活后的重組細胞在體外培養環境中繼續培養,使其發育成為早期胚胎。
四、胚胎移植與發育階段
1.胚胎移植:將體外培養得到的早期胚胎移植到第三只動物的子宮內,使其繼續發育。
2.妊娠與產仔:代孕動物經過一定時間的妊娠后,最終產下克隆動物。
體細胞克隆技術的成功關鍵在于細胞核的全能性和細胞重編程的能力。這種技術為生命科學和醫學領域的研究提供了重要的工具,例如用于研究遺傳疾病的發病機制、培育優良的家畜品種等。同時,體細胞克隆技術也面臨著倫理、法律和社會等方面的挑戰和爭議。8.【答案】B【解析】【解答】A、胚胎工程中需要使用促性腺激素來使母牛超數排卵,A正確;B、為保證受體牛與供體牛具有相同的生理變化,需要對供體和受體母牛進行同期發情處理,B錯誤;C、胚胎分割時囊胚內細胞團要均等分割,C正確;D、據圖可知,三種早期囊胚由不同受精卵發育而來,故a、b、c的基因型不一定相同,D正確。故答案為:B。【分析】試管動物技術,也稱為體外受精技術,是一種通過人工操作在實驗室環境中模擬自然受精過程,從而培育出動物后代的技術。以下是關于試管動物技術的詳細解釋:一、定義與原理
試管動物技術是一種利用體外受精和體外胚胎培養的方法,在實驗室條件下使動物的卵子和精子結合形成受精卵,并經過一段時間的體外培養后,將發育到一定階段的胚胎移植到母體子宮內,使其繼續發育并最終產出幼崽的技術。
二、技術過程
1.卵子和精子的采集與處理:從雌性動物體內采集卵子,并進行體外成熟培養;同時從雄性動物體內采集精子,并進行體外獲能處理。
2.體外受精:在實驗室條件下,將處理后的卵子和精子放入培養皿中,使其結合形成受精卵。
3.體外胚胎培養:將受精卵在體外進行培養,模擬母體內的環境,使其發育成為早期胚胎。
4.胚胎移植:將發育到一定階段的胚胎移植到受體母體的子宮內,使其繼續發育并最終產出幼崽。
三、技術特點與優勢
1.突破自然繁殖限制:試管動物技術可以突破自然繁殖的限制,如年齡、疾病等因素,使一些難以自然繁殖的動物也能成功繁殖后代。
2.提高繁殖效率:通過體外受精和胚胎培養,可以一次性獲得多個胚胎,從而提高繁殖效率。
3.遺傳改良:試管動物技術可以與基因編輯技術結合,實現遺傳改良,培育出具有優良性狀的動物品種。
4.輔助生殖技術:試管動物技術已成為輔助生殖技術的重要組成部分,為不孕不育患者提供了新的生育途徑。
四、應用與前景
試管動物技術在畜牧業、生物醫學研究、瀕危動物保護等領域具有廣泛的應用前景。在畜牧業中,試管動物技術可以加速優良品種的繁殖和遺傳改良;在生物醫學研究中,試管動物技術可以用于研究人類疾病的發病機制和治療方法;在瀕危動物保護中,試管動物技術可以為瀕危物種提供繁殖后代的新途徑。9.【答案】C【解析】【解答】A、限制酶切開的是磷酸二酯鍵,DNA連接酶是催化DNA片段的連接,所以形成的是磷酸二酯鍵,A正確;B、如圖,EcoRI酶切割后的DNA片段為黏性末端,可用T4DNA連接酶連接,B正確;C、EcoRV切出的為平末端,應用T4DNA連接酶連接,C錯誤;D、經EcoRI酶和MunI酶切割后產生的末端相同,所以兩個DNA片段可進行連接,D正確。故答案為:C。【分析】E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端;T4DNA連接酶既可連接平末端,又可連接黏性末端。限制酶(也稱為限制性核酸內切酶或限制性內切核酸酶)在生物學研究中扮演著至關重要的角色。以下是關于限制酶作用的詳細解釋:
1.定義與識別機制:
限制酶是一類能夠識別特定的DNA序列并在該序列的特定位點上剪切DNA分子的酶。
每一種限制酶都有一段特定的DNA序列(也稱為限制酶切割位點),只有當DNA序列與該切割位點完全匹配時,限制酶才能結合到DNA上。
2.作用機制:
識別特定的DNA序列:限制酶通過“酶-底物”互作來識別特定的DNA序列。
剪切DNA分子:一旦限制酶與DNA序列結合,酶就會剪切DNA分子,產生兩個斷裂的末端。這些末端可以是黏性末端或平末端。
3.應用領域:
DNA重組與基因工程:通過使用不同的限制酶,研究人員可以精確地剪切DNA分子,并將不同源的DNA片段連接在一起,構建出具有特定功能的重組DNA分子。這種技術在基因工程研究中起到了關鍵作用,并被廣泛應用于制造轉基因生物、病毒載體構建以及人工合成DNA等領域。
DNA測序與分析:限制酶切割DNA分子后產生的DNA片段可以被進一步用于測序、聚合酶鏈反應(PCR)擴增以及凝膠電泳等實驗中,以實現對DNA序列和結構的研究。
DNA指紋圖譜構建:在基因組學研究中,限制酶也被用于DNA指紋圖譜的構建。通過限制酶切割不同個體的DNA樣本,然后通過凝膠電泳分離DNA片段,最終形成特定的DNA條帶圖譜。這種技術被廣泛應用于物種鑒定、犯罪偵查、親子鑒定以及種質資源保護等領域。
4.分類與性質:
根據限制酶的結構、輔因子的需求切位與作用方式,可將限制酶分為三種類型:第一型(TypeI)、第二型(TypeII)及第三型(TypeIII)。每種類型都有其特定的作用方式和應用場景。
5.限制與注意事項:
限制酶需要在特定的溫度和離子濃度條件下才能發揮作用,因此在實驗操作過程中需要嚴格控制條件。
限制酶只能識別特定的DNA序列,對于DNA序列中的變異或突變無法識別。因此,在某些情況下,研究人員可能需要使用多個限制酶來進行驗證和確認。10.【答案】B【解析】【解答】A、引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸,它是指在核苷酸聚合作用起始時,刺激合成的一種具有特定核苷酸序列的大分子,A錯誤;B、PCR擴增過程中,脫氧核苷酸只能連接在3'端,因此通過設計引物的3'端能選擇需要擴增的DNA片段,B正確;C、PCR引物的3'端為結合模板DNA的關鍵,5'端無嚴格限制,所以可用于添加限制酶切點等序列,而3'不可以,C錯誤;D、由圖示可知,第一、二輪循環合成的子鏈長度均不同,根據半保留復制特點可知,前兩輪循環產生的四個DNA分子的兩條鏈均不等長,第三輪循環產生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈,即用圖中引物擴增至少3個循環后才能獲得兩端均添加限制酶切點的目的產物,D錯誤。故答案為:B。【分析】PCR(聚合酶鏈式反應)擴增過程是一個在體外模擬DNA自然復制過程的技術,用于快速擴增特定的DNA片段。以下是PCR擴增過程的詳細步驟:
一、PCR擴增前的準備
模板DNA:待擴增的DNA片段,可以來自任何生物樣本,如血液、細胞、組織等。
引物:一對人工合成的寡核苷酸序列,與模板DNA的特定區域互補,用于指導DNA聚合酶在模板上合成新的DNA鏈。
耐熱DNA聚合酶:如TaqDNA聚合酶,能在高溫下保持活性,是PCR反應中的關鍵酶。
脫氧核糖核苷三磷酸(dNTPs):包括dATP、dTTP、dCTP和dGTP,是DNA合成的原料。
緩沖液和離子:提供反應所需的pH值和離子環境。
二、PCR擴增過程
PCR擴增過程通常分為以下三個主要步驟,這些步驟在PCR儀中通過控制溫度循環進行:
1.變性
-溫度:通常加熱至95℃左右。
-時間:持續約30秒至1分鐘。
-目的:通過高溫使模板DNA雙鏈解離成單鏈,為后續的引物結合和DNA合成做準備。
2.退火
-溫度:降低至50℃至65℃之間,具體溫度取決于引物的Tm值(熔解溫度)。
-時間:持續約30秒至1分鐘。
-目的:在較低的溫度下,引物與模板DNA單鏈上的互補序列結合,形成引物-模板復合物。
3.延伸
-溫度:升高至72℃,這是DNA聚合酶的最佳活性溫度。
-時間:根據目標DNA片段的長度和DNA聚合酶的活性而定,通常為1分鐘至數分鐘。
-目的:在DNA聚合酶的作用下,以dNTPs為原料,從引物的3'端開始,沿著模板DNA單鏈的5'→3'方向合成新的DNA鏈。
三、PCR循環與產物積累
PCR反應通常進行數十個循環,每個循環都包括變性、退火和延伸三個步驟。在每個循環中,新合成的DNA鏈都會成為下一個循環的模板,因此DNA片段的數量呈指數級增長。經過數十個循環后,可以擴增出大量的目標DNA片段。
四、PCR產物的檢測與分析
PCR產物可以通過凝膠電泳、熒光定量PCR等方法進行檢測和分析。凝膠電泳可以直觀地顯示PCR產物的數量和大小,而熒光定量PCR則可以實時監測PCR過程中DNA片段的擴增情況,實現定量分析。11.【答案】B【解析】【解答】A、DNA不溶于酒精溶液,所以不需要加入酒精,A錯誤;B、在濾液中加入適量的蛋白酶可以分解蛋白質,故有助于提取出DNA含量較高的白色絲狀物,B正確;C、洗滌劑能瓦解細胞膜而不是細胞壁,C錯誤;D、將提取的DNA溶于NaCl溶液中,加入二苯胺試劑不可觀察到藍色反應,還需要進行沸水浴,D錯誤。故答案為:B。【分析】DNA的粗提取和鑒定是現代分子生物學中的關鍵步驟,以下是詳細的提取和鑒定過程:一、DNA粗提取:
1.實驗原理:
利用DNA在特定濃度的氯化鈉溶液中溶解度最低的特性,以及DNA不溶于酒精但其他細胞物質可溶于酒精的特點,進行DNA的粗提取。
2.實驗材料(以雞血為例):
雞血細胞液:通過離心或靜置方法獲得。
試劑:包括氯化鈉溶液、檸檬酸鈉溶液、二苯胺試劑(A液和B液)、蒸餾水等。
3.實驗步驟:
提取細胞核物質:取雞血細胞懸液,加入蒸餾水攪拌使血細胞破裂,釋放細胞核內物質,過濾取濾液。
溶解核內的DNA:在濾液中加入高濃度的氯化鈉溶液,使DNA游離并溶解。
析出DNA黏稠物:沿燒杯內壁緩慢加入蒸餾水,降低溶液濃度,使DNA溶解度下降而析出。
濾取DNA黏稠物:用多層紗布過濾,取紗布上的DNA黏稠物。
二、DNA鑒定:
1.凝膠電泳:
利用電場將帶電的DNA分子移動到凝膠上,根據DNA片段大小進行分離。
通過比較樣品中不同長度的DNA條帶,確定是否存在目標序列。
2.PCR擴增:
通過引物特異性識別目標序列,在體外進行大量擴增。
高效、敏感、特異性強的鑒定方法,可檢測極少量的目標序列。
3.DNA測序:
直接讀取DNA序列的方法,通過測序儀讀取PCR擴增的目標片段或提取的DNA樣品。
可檢測出極少量的變異或突變,適用于整個基因組的分析。
4.二苯胺鑒定:
利用DNA遇二苯胺(沸水浴)成藍色的特性,鑒定提取的DNA。12.【答案】A【解析】【解答】A、利用基因工程將抗病毒基因轉入植物體內,可以使植物獲得抗病毒的性狀,A正確;B、如果對芽體滅菌,會殺死芽體本身,無法獲得植株,B錯誤;C、培育脫毒苗一般選擇芽體,并且脫毒苗不抗病毒,所以不選擇葉片,C錯誤;D、在高溫滅菌的環境中植物也不能生長,無法培養,D錯誤。故答案為:A。【分析】植物組織培養是一種在無菌條件下,將外植體(植物器官、組織、花藥、花粉、體細胞甚至原生質體)接種到人工配制的培養基上培育成植株的技術。其過程可分為以下幾個步驟:
1.無菌外植體:選擇合適的植物外植體,并進行無菌處理。
2.脫分化:將已分化的植物器官、組織或細胞恢復具有分裂能力細胞群(愈傷組織)的過程。愈傷組織的細胞特點是分裂快、結構疏松、顏色淺而透明。
3.再分化:使脫分化形成的愈傷組織細胞分化為胚狀體,或直接形成完整植株的過程。13.【答案】D【解析】【解答】A、PstI和BamHI識別序列不同,產生的黏性末端不同,所以二者不能互補,A正確;B、如果用PstI切割外源DNA片段,則質粒也需要用到PstI切割,會破壞AmpR氨芐青霉素抗性基因,如果再選BamHI切割pBR322質粒,會將TetR四環素抗性基因也破壞了,導致構建好的基因表達載體上沒有標記基因,B正確;C、據圖判斷菌落1是把目的基因插入氨芐青霉素抗性基因的位置,把氨芐青霉素抗性基因破壞了,所以菌落1中的大腸桿菌未成功導入外源DNA,才能在含有氨芐青霉素的培養基中生長,C正確;D、據圖判斷,目的基因插入了四環素抗性基因的位置,四環素抗性基因被破壞了,所以若菌落2的大腸桿菌成功導入了外源DNA,則其不能在含有四環素的培養基中生長繁殖,D錯誤。故答案為:D。【分析】基因工程技術的步驟可以清晰地歸納為以下幾個主要部分:1.目的基因的獲取:
使用組織分離純化的方法或人工合成的方式來獲取所需的目的基因。例如,可以從植物的抗病基因、種子的貯藏蛋白基因,或人的胰島素基因、干擾素基因等中提取。
人工合成的方法適用于基因較小且核苷酸序列已知的情況,可以通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成。
另一種方法是利用PCR技術(多聚酶鏈式反應)擴增目的基因,這是一種在生物體外復制特定DNA片段的核糖合成技術。
2.目的基因與運載體結合:
將目的基因與運載體(如質粒)結合,實際上是不同來源的DNA重新組合的過程。
首先用特定的限制酶切割質粒和目的基因,使它們產生相同的黏性末端或平末端。
然后將目的基因片段插入質粒切口,加入適量的DNA連接酶,使目的基因與質粒形成重組質粒(重組DNA分子)。
3.將重組DNA分子導入受體細胞:
將重組DNA分子(重組質粒)通過一定的方法導入到受體細胞中,使其在受體細胞內進行擴增。
導入方法取決于受體細胞的類型,如微生物常用的感受態細胞法,植物細胞常用的農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法,以及動物細胞常用的顯微注射法等。
4.目的基因的檢測與表達:
檢測受體細胞中是否成功導入了目的基因,并表達出了相應的遺傳特性。
檢測方法包括DNA分子雜交法、PCR擴增法等,用于驗證目的基因是否已成功整合到受體細胞的染色體DNA上。
表達鑒定則是觀察受體細胞是否表現出了由目的基因編碼的特定性狀或產物。
5.基因產物的收集與分析:
收集經過基因改造并成功表達出目的蛋白的受體細胞或其培養液。
對基因產物進行純化、鑒定和定量分析等后續處理,以獲取所需的高質量、高純度的基因產物。14.【答案】B【解析】【解答】A、對枯草芽孢桿菌蛋白酶進行改造是通過基因工程來實現,基因工程操作的對象是DNA而不是分子,A錯誤;
B、蛋白質工程首先從預期的蛋白質功能出發,所以需要研究待消除敏感性的蛋白酶的氨基酸序列,B正確;
C、據題,“將第222位的甲硫氨酸殘基替換成其他氨基酸殘基”,所以可以推測基因的堿基對在改變前后發生了替換,C錯誤;
D、蛋白質工程是一項難度很大的工程,主要是因為蛋白質發揮功能必須依賴于正確的高級結構,而這種高級結構往往十分復雜,所以氨基酸替換改造后的蛋白酶在漂白劑存在下不一定能夠保持活性,D錯誤。
故答案為:B。
【分析】蛋白質工程的過程可以分為以下幾個步驟:1.確定目的基因的堿基序列:根據預期蛋白質的功能,設計預期的蛋白質結構,推測出應有的氨基酸序列,找到對應的脫氧核苷酸序列(基因)。
2.合成目的基因:通過基因工程技術,合成目的基因。
3.表達目的基因:將目的基因導入宿主細胞,使其表達出目的蛋白質。
4.純化和鑒定:對表達出的目的蛋白質進行純化和鑒定,以確保其質量和活性。15.【答案】C【解析】【解答】A、如果基因轉入細胞核中,雄性植物會產生花粉,花粉中可能含有轉入的基因,在自然界中正常生存繁殖可能會造成基因污染,A正確;
B、在食物安全方面,某些基因足以使植物體內某些代謝途徑發生變化,導致轉基因農作物營養成分的改變,所以存在安全隱患,B正確;
C、轉基因技術的本質是基因重組,但是由于轉入了其他物種的基因,故可能會改變生物的遺傳多樣性,C錯誤;
D、轉基因產品需要在包裝上標注清楚,D正確。
故答案為:C。
【分析】轉基因技術的注意事項可以歸納為以下幾個方面,以確保其安全、合理和有效的應用:1.科學嚴謹性:
轉基因技術應基于充分的科學研究和實驗數據,確保轉基因生物的安全性和可行性。
科學家需要深入研究目標生物的基因特性,評估導入外源基因的可能風險,并進行嚴格的安全評估。
2.透明公開:
轉基因技術的研究和應用必須遵循透明和公開的原則。
科學家和相關機構應及時發布轉基因技術研究的進展和成果,向公眾解釋技術的原理、安全性和應用領域。
積極回答公眾關注和質疑,減少誤解和恐懼。
3.風險評估和管理:
在使用轉基因技術前,應進行全面的風險評估,包括評估轉基因生物可能對環境和人類健康產生的潛在影響。
制定有效的風險管理措施,以防止可能的風險和副作用。例如,在農業領域應確保轉基因作物與傳統品種之間的無害交流,以避免對生態系統的負面影響。
4.合法合規:
使用轉基因技術必須遵守國際和國內的相關法律法規,獲得合法的研究許可和應用批準。
建立健全的監管機制和制度,監督和管理轉基因技術的研究和應用。
5.技術操作要求:
在操作過程中,應盡可能避免氣溶膠的產生,并在劃定的區域內進行操作。
廢棄物要裝在防滲漏、防碎的容器內,并進行滅活處理。
基因操作時應穿工作服,離開實驗室前必須將工作服等放在實驗室內。
防止與實驗無關的生物如昆蟲和嚙齒類動物進入實驗室。
6.科學教育和公眾參與:
加強科學教育,提高公眾對轉基因技術的科學素養,增強公眾對技術的理解和支持。
積極鼓勵公眾參與轉基因技術的決策過程,使公眾的意見和關切得到充分的尊重和考慮。
7.特定操作注意事項:
必須考慮到被轉基因在靶細胞中具有適當的表達效率,并受到嚴格的調控。
大片段基因的轉染以及不分裂細胞的轉染都需要特別的考慮。
在農業轉基因生物的生產中,要確保受體自交系的質量,并加強質量管理,確保轉育質量和效率。16.【答案】B【解析】,【解答】A、乳酸菌是原核生物,遺傳物質即DNA位于擬核中,而布拉氏酵母菌是真核生物,故它的遺傳物質主要分布于細胞核,A錯誤;B、乳酸菌是原核生物,布拉氏酵母菌是真核生物,但二者均有細胞壁、細胞膜、細胞質和核糖體等結構,B正確;C、布拉氏酵母菌進行無氧呼吸發酵產生酒精,C錯誤;D、乳酸菌的細胞壁主要成分是肽聚糖而非纖維素,布拉氏酵母菌的細胞壁主要成分是幾丁質,D錯誤。故答案為:B。【分析】真核細胞和原核細胞在特點和區別上主要體現在以下幾個方面:
1.特點:
真核細胞:
具有明顯的細胞核,包含染色體、核仁、核液以及雙層核膜。
細胞器豐富,包括內質網、高爾基體、溶酶體、液泡等,這些細胞器各自承擔著特定的生理功能。
轉錄主要在細胞核內進行,而蛋白質的合成則在細胞質中進行。
遺傳物質DNA與組蛋白結合,形成核小體,染色體上有5種或4種組蛋白與DNA結合。
具有發達的微管系統,鞭毛、中心粒、紡錘體等都與微管有關。
細胞體積較大,一般位于10~100微米之間。
原核細胞:
沒有以核膜為界的細胞核,遺傳物質DNA呈裸露的環狀分子,存在于細胞質中的一個沒有明確界限的低電子密度區,稱為擬核。
細胞器非常有限,只有核糖體,無內質網、高爾基體等復雜細胞器。
轉錄與蛋白質的合成交聯在一起進行,通常在細胞的同一部位同時進行。
無染色體及核小體結構,DNA不與組蛋白結合。
不存在有絲分裂、減數分裂和無絲分裂等細胞分裂方式,主要通過簡單的二分法進行生殖。
細胞體積較小,大約在1~10微米之間。
2.區別:
1.細胞核結構:真核細胞具有完整的細胞核結構,而原核細胞沒有成型的細胞核。
2.細胞器:真核細胞含有多種細胞器,而原核細胞只有核糖體一種細胞器。
3.遺傳物質與表達:真核細胞的遺傳物質DNA與組蛋白結合,形成核小體,而原核細胞的DNA為裸露的環狀分子。真核細胞的轉錄和翻譯在細胞的不同區域進行,而原核細胞的轉錄與翻譯通常在同一部位進行。
4.細胞分裂與生殖:真核細胞能進行有絲分裂、減數分裂等復雜的細胞分裂方式,而原核細胞主要通過二分法進行生殖。
5.細胞大小:真核細胞體積較大,而原核細胞體積較小。17.【答案】B【解析】【解答】A、風干的種子細胞中主要失去了自由水,所以此時細胞中的水大部分是結合水而不是自由水,A正確;B、因為階段Ⅱ中種子含水量高于階段Ⅰ,根據呼吸作用過程,所以種子呼吸速率大于階段Ⅰ,B錯誤;C、水分進入細胞的方式主要是自由擴散或協助擴散,并且協助擴散需要借助水通道蛋白,C正確;D、階段Ⅲ的細胞中含水量高于階段Ⅰ,所以代謝更快,同時將種子中儲存的大分子物質分解為小分子物質,所以有機物的種類更多,D正確。故答案為:B。【分析】分析題圖可知,階段Ⅰ、Ⅱ是種子的休眠期,細胞的代謝活動較弱,沒有萌發,Ⅲ種子代謝速率增強,種子萌發。水在細胞中以兩種形式存在:一種是游離水,另一種是結合水。水在細胞中的主要作用是溶解無機物、調節溫度、參加酶反應、參與物質代謝以及形成細胞結構。18.【答案】D【解析】【解答】A、動物細胞膜中主要含有磷脂和蛋白質,也含有膽固醇,A正確;
B、細胞膜的流動性有利于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等生命活動,B正確;
C、據題,“膽固醇分子與磷脂分子相結合既能限制磷脂分子的熱運動又能將磷脂分子相隔開使其更易流動”,由此可知,膽固醇可以調節動物生物膜的流動性,使生物膜適應溫度的范圍變大,C正確;
D、溫度很高會導致膜中蛋白質空間結構改變,但不會將蛋白質水解為氨基酸,D錯誤。
故答案為:D。
【分析】細胞膜的結構和功能可以清晰地歸納如下:細胞膜的結構:
1.組成成分:
主要由磷脂(約占50%,以磷脂為主)、蛋白質(約占40%)和糖類(約占10%)等物質組成。
磷脂分子具有親水的極性頭部和疏水的非極性尾部,形成磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本骨架。
蛋白質以三種形式存在于細胞膜:貫穿、嵌插和鑲嵌。
糖類大多與蛋白質結合形成糖蛋白,或與脂類結合形成糖脂。
2.結構特點:
流動性:磷脂分子的脂肪酸鏈有一個是飽和的,另一個是帶有一個雙鍵的不飽和脂肪酸,這種結構使得細胞膜具有一定的流動性。
厚度:膜厚約為7~8納米(nm)。
電鏡下的結構:在電子顯微鏡下,細胞膜可分為三層,內外兩側各有一條厚約2.5nm的電子致密帶,中間夾有一條厚2.5nm的透明帶,總厚度約7.0~7.5nm。
細胞膜的功能:
1.分隔細胞內外環境:細胞膜是細胞與外界環境之間的屏障,它阻止了細胞外物質的自由侵入,從而確保了細胞內部的相對穩定。
2.物質轉運:
選擇性透過性:細胞膜可以選擇性地交換物質,吸收營養物質,排出代謝廢物。
運輸方式:包括主動運輸、被動運輸(自由擴散和協助擴散)。
3.能量和信息交換:細胞膜在細胞內進行物質的交換、能量的交換、保持、識別、接收、傳輸,并參與細胞的活動。
4.細胞識別:細胞膜上的糖蛋白具有識別、分泌、排泄、免疫等功能。
5.細胞間的信息交流:細胞膜通過某些化學物質(如激素)進行細胞間的信息交流。
6.保護細胞內部:為細胞創造一個相對穩定的內部環境,使多種生化反應有序進行19.【答案】(1)生產者;間接(2)自生、協調(3)c和d;動物a是該食物網中最高營養級的生物,重金屬難以分解,會沿著食物鏈逐漸在生物體內聚集,最終積累在動物a的體內(4)挺水植物遮擋藻類的光照,降低藻類的光合作用效率,從而減少藻類的大量繁殖;挺水植物吸收水體中的無機鹽等,使藻類獲取的無機鹽等營養減少,從而抑制藻類的生長【解析】【解答】(1)因為植物可以進行光合作用產生有機物,所以植物屬于自養生物,是生態系統的生產者。助于固定土壤,防止土壤侵蝕和流失,保持濕地的結構和功能體現了生物多樣性在生態系統中的功能,屬于間接價值。
(2)選擇一批能適應當地環境的根系發達的多種植物,體現了生態工程的協調原理,同時還考慮了新植物與原植物之間的生態位以及它們的種間關系,使其形成互利共存的關系,體現了生態工程的自生原理。
(3)表中c和d體內重金屬相對濃度基本相同,二者處于同一營養級,最可能構成競爭關系。重金屬難以分解,會沿著食物鏈逐漸在生物體內聚集,最終積累在最高營養級的生物的體內,而a的重金屬濃度最高,所以a是最高營養級。
(4)鳳眼蓮、香蒲、菖蒲和葉部分伸出水面,屬于挺水植物,可以遮擋藻類的光照,降低藻類的光合作用效率,從而減少藻類的大量繁殖;另一方面植物吸收水體中的無機鹽等物質,使藻類獲取的無機鹽等營養減少,抑制藻類的生長,故這些植物可以抑制藻類的生長。
【分析】生態工程是根據生態系統中物種共生、物質循環再生等原理設計的分層多級利用的生產工藝。其主要原理包括物種共生、生態位、食物鏈、物種多樣性等。1.物種共生原理:自然界中任何一種生物都不能離開其他生物而單獨生存和繁衍,這種關系是自然界中生物之間長期進化的結果,包括共生、競爭等多種關系,構成了生態系統的自我調節和反饋機制。
2.生態位原理:生態系統中各種生物都占有一定的生態位。在生態系統中,合理利用生態位原理,可以構建一個具有多層次、多種群的穩定而有效的生態系統。
3.食物鏈原理:是實現生態系統中物質循環、能量流動和信息傳遞的基礎,也是生態工程所利用的物種共生原理的基礎。
4.物種多樣性原理:生態系統中生物多樣性越高,生態系統越穩定。20.【答案】(1)癌癥患者體內的B淋巴細胞能夠產生針對癌細胞的抗體;既能無限增殖,又能分泌抗體(2)染色體丟失;產生雙特異性抗體(3)識別并清除癌細胞;T細胞能更精準地接觸到癌細胞,加強對癌細胞的殺傷作用【解析】【解答】(1)該實驗目的是制備雙特異性單克隆抗體,由于針對癌細胞的抗體再癌癥患者體內的B淋巴細胞產生,故一般在癌癥患者身上取B淋巴細胞,骨髓瘤細胞可以無限增殖,而B淋巴細胞可以分裂分化為漿細胞產生抗體,所以雜交瘤細胞具有既能無限增殖,又能分泌抗體的特點。
(2)前兩種細胞染色體數之和比雜交瘤細胞與脾臟細胞融合而成的融合細胞染色體數多,這說明細胞融合會導致染色體丟失;而對相關細胞進行多次檢測和篩選,是為了獲得能產生雙特異性抗體的雜交瘤細胞。
(3)T細胞可以將癌細胞清除,故選擇T細胞是由于其具有識別并清除癌細胞
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